新的纳米颗粒设计为改进肿瘤检测铺平了道路

实验室图像显示了用光学荧光(红色)检测小鼠细胞内新开发的纳米颗粒造影剂。细胞核和质膜分别用蓝色和绿色表示。资料来源:乔瓦尼·马尔科·萨拉迪诺

瑞典的一个研究小组报告称，纳米尺寸的粒子已经以一种新的方式被设计出来，以提高对体内和活检组织中肿瘤的检测。这一进步可以用较低剂量的辐射来识别早期肿瘤。

为了增强活体组织的视觉对比，最先进的成像技术依赖于荧光染料和生物分子等试剂。纳米颗粒研究的进展扩大了有前途的造影剂的阵列，以实现更有针对性的诊断，现在来自瑞典皇家理工学院的一个研究团队进一步提高了标准。他们将光学和X射线荧光造影剂结合成一个单一的增强剂，用于两种模式。

瑞典皇家理工学院的材料化学教授Muhammad Toprak说，造影剂的合成为X射线生物成像领域引入了一个新的维度。这项研究发表在美国化学学会期刊《ACS纳米》上。

Toprak说:“这种独特的纳米颗粒设计为使用X射线荧光计算机断层扫描(XFCT)进行体内肿瘤诊断铺平了道路。”

他说，新的“核壳纳米颗粒”可能在治疗诊断学的发展中发挥作用。治疗诊断学是治疗和诊断的合成词，例如，单个载药颗粒可以检测和治疗恶性组织。

核壳造影剂因其结构而得名:它由纳米颗粒组成的核心组合，这些纳米颗粒在X射线荧光成像方面具的潜力，如钌和钼(IV)氧化物。这个核心被包裹在一个由硅和Cy5.5组成的外壳中，Cy5.5是一种用于光学成像技术如光学显微镜和光谱学的近红外荧光发射染料。

Toprak说，将Cy5.5染料封装在硅壳内可以提高试剂的亮度，并延长其光稳定性，从而实现双光学/ X射线成像方法。此外，二氧化硅还有助于缓和核心纳米颗粒的毒性效应。

对实验室小鼠的试验表明，XFCT造影剂能够定位只有几毫米大小的早期肿瘤。

Toprak说，这项技术为识别活组织中的早期肿瘤开辟了可能。这是因为多种造影剂的存在增加了病变部位在扫描中出现的几率，即使纳米颗粒的分布由于它们与蛋白质或其他生物分子的相互作用而变得模糊。

Toprak说:“来自同一种材料的不同大小的纳米颗粒，在血液中分布的浓度似乎并不相同。这是因为当它们与你的身体接触时，它们很快就会被各种生物分子包裹起来，这给了它们一个新的身份。”

他说，大量用于XFCT的造影剂将使使用低剂量X射线研究纳米颗粒在体内的生物分布成为可能。这将允许确定纳米颗粒的最佳大小和表面化学性质，以便对病变区域进行预期的靶向和成像。